化工储罐间距和体积对爆炸碎片多米诺效应概率的影响

化工储罐爆炸后将产生大量碎片,这些抛射碎片一旦击中相邻罐体容易引发多米诺效应。碎片的抛射方位和抛射距离具有很大的随机性,已有研究多采用概率模型来描述碎片抛射的各分过程。通过总结和发展已有的分过程模型,建立了求取多米诺效应的综合概率模型,并基于蒙特卡罗算法编制了模拟软件,可对化工储罐多米诺效应的发生概率进行预测计算。选取若干常用化工球罐为相邻目标储罐进行实例分析,计算结果表明储罐间距和体积是影响多米诺效应发生概率的两个重要影响因素：随着距离的增大,多米诺效应发生概率不断减小;目标储罐体积越大,多米诺效应发生概率将越大。其中,爆炸碎片对目标储罐的击中概率受上述因素的影响程度更大。该文工作对化工储罐区的安全评价具有一定的参考价值。     

火灾爆炸事故多米诺效应耦合模型研究

为了评估火灾爆炸事故中相邻储罐由于多米诺效应而引发二次事故的风险,提出了基于热辐射、冲击波超压以及碎片冲击等三种物理效应共同作用下的事故多米诺效应耦合分析模型.模型采用概率组合方法计算事故影响区域内目标对象发生二次事故的最可能组合及概率.研究表明,火灾爆炸事故多米诺效应的产生受到多种因素影响,其中平面布局、防火间距是影响二次事故发生的主要因素.在计算设施失效概率的过程中,考虑了热辐射、爆炸冲击波以及碎片冲击三种物理效应的耦合作用效果,采用影响系数法对二次事故的可能单元组合加以研究.最后,以一储罐区蒸气云爆炸事故为例对可能发生的二次事故进行了模拟,得到了相邻储罐二次事故的单元组合及概率.     

基于蒙特卡洛模拟算法的化工装置失效概率估算

分别采用分析算法和蒙特卡洛模拟算法计算装置的瞬时失效概率.首先对瞬时失效概率进行理论研究,依据可靠度理论进行分析,得到瞬时失效概率理论计算公式,但此方法存在理论公式复杂以及计算误差等问题;其次利用蒙特卡洛模拟分析构建化工装置失效概率估算方法,得出利用矩阵实验室(MATLAB)运行的程序流程;最后通过实例计算某个装置的瞬时失效概率,比较分析算法和蒙特卡洛模拟算法所得结果.结果表明,蒙特卡洛算法就整体性而言是可以接受的,而且随着装置数量的增加,装置的瞬时失效概率下降速率加快,这一情况与实际相符.     

某储罐区火灾多米诺效应场景推演

化工园区中危险源众多,一旦发生事故很容易在整个园区内蔓延和发展.针对化工园区内储罐密集,容易引发连锁反应导致事故扩大的特点,利用FDS软件对储罐火灾场景进行数值模拟,根据储罐所受热辐射确定化工园区内储罐火灾最可能的事故发生序列,并引入基于设备失效前时间的机械设备故障概率模型对罐区内单个储罐的火灾风险进行研究,得到储罐区...     

爆炸冲击下钢制浮顶储罐破坏的数值模拟

为获得大型钢制浮顶式储罐结构在爆炸冲击作用下的破坏机制,采用理论分析、缩比模型爆炸模拟试验与数值模拟结合的方法,研究浮顶储罐结构的破坏特征和内力变化过程。结果表明:由于爆炸冲击波的瞬间冲击作用,罐壁沿环向形成巨大的压缩内力,迎爆面罐壁顶部屈服导致罐体失稳破坏;浮顶罐的结构破坏经历了弹塑性动力响应过程,最终形成迎爆面罐壁的内凹塌陷和屈曲变形;并且,罐壁的内力以拉压力和产生弯矩的内力为主,但拉压作用更为明显,罐壁沿其环向处于受压状态,沿轴向处于受拉状态。     

基于多米诺效应的油品储罐区个人风险研究

介绍了多米诺效应的基本原理和多米诺事故发生的概率分析方法。提出在一定条件下进行储罐区风险评价时,多米诺效应对个人风险值的影响不容忽视,并给出了考虑多米诺效应的个人风险计算方法。最后利用开发的个人风险计算软件通过分析计算,给出了某储罐区的个人风险等值线分布图。结果表明,该罐区正北方向相邻的一劳动密集型工厂需搬迁,或采取相应安全保护措施降低风险。该方法考虑了多米诺效应对装置事故发生概率的影响,能提高个人风险计算结果的真实性与准确性。     

基于图模型的储罐区火灾事故多米诺效应评定

为量化原油储罐区域火灾事故中由多米诺效应引发的事故风险,基于图模型提出一种同时考虑初级火灾事故及其扩展概率的多米诺效应评定算法。首先,采用事故树计算储罐的年度初级火灾事故起数的期望值;其次,以产生初级火灾事故的储罐为节点,以火灾扩展方向为边构建图模型;然后,基于图模型构建各个节点发生事故的贝叶斯网络;最后,借助贝叶斯网络计算各节点在多米诺效应下发生事故起数的总期望值,并将提出的算法应用到某储罐区火灾事故多米诺效应的评定中。结果表明:相对于仅考虑单一储罐,考虑周围储罐发生事故的多米诺效应后,部分储罐的事故起数的总期望值有明显提高;在事故风险评定中不应忽视多米诺效应这一因素。     

基于连锁效应化工储罐区火灾爆炸定量风险评价

综合考虑热辐射、爆炸冲击波和爆炸碎片引发不同类型目标装置的连锁破坏效应,建立了基于连锁效应的化工储罐区火灾爆炸定量风险评价流程.结合实例分析,证明了装置之间的连锁效应已经成为影响装置本身及区域整体风险的关键因素.     

不同洪水冲击角度下卧式储罐失效问题研究

为预防洪水灾害作用下化工园区卧式储罐失效事故,通过理论推导和实证分析,研究不同洪水冲击角度下卧式储罐的失效问题。首先,建立洪水侧向冲击角度下卧式储罐的受力模型;然后,定义洪水侧向冲击角度下卧式储罐易损系数和受冲击的衰减系数;最后,基于受力模型和衰减系数,分析不同洪水冲击角度下储罐型号、装量水平对卧式储罐失效的影响。结果表明:当洪水冲击角度θ从0变到π时,储罐受洪水冲击作用力的衰减系数先增后减,当公式时为最大;卧式储罐尺寸越大,螺栓受到的冲击作用力越大,储罐越容易失效;卧式储罐装量水平越高,螺栓受到的冲击作用力越小,储罐越安全。     

改进的蒸气云爆炸模型在LNG储罐爆炸模拟中的应用

针对TNT当量法在LNG储罐蒸气云爆炸模拟中的应用进行了改进,考虑并分析了使用传统TNT模型时所忽略的LNG液池蒸发过程,通过建立LNG与地面的传热模型得出了LNG液池蒸发速率随时间变化的关系,液池的蒸发速率在最初随时间的增长较快,在增至最大值后与时间的平方根成反比逐渐减小。以3万m~3 LNG储罐连续泄漏20 min为例,根据蒸发速率与时间的关系算出了蒸气云团中的燃料量,再结合蒸气云爆炸模型利用Matlab软件进行了事故后果模拟计算,得出发生蒸气云爆炸时的死亡半径为36.629 5 m,重伤半径为83.557 6 m,轻伤半径124.725 m,财产损失半径为109.017 9 m。相较于无蒸发过程的传统模型,此计算结果更加具有参考意义。     

LPG罐区危险性的研究及分析

目前,绝大多数危险性评价所研究的对象是单一的危险源或危险过程.但是,在日常工业生产中,常常会出现由于初次事故能量的释放而导致的二次甚至多次事故的发生.随着工业生产的大型化,储存量的递增使得多米诺事故发生的可能性也在增加.LPG储罐区正是发生此类事故的危险区域.通过相关模型的运用评价了在LPG储罐区发生火灾爆炸后,相邻危险源发生多米诺事故的可能性,并对安全间距作了着重的分析.     

大型原油储罐火灾多米诺效应概率计算模型及应用

随着油品储罐区规模的不断扩大,近年来多储罐火灾事故呈上升趋势。现有的储罐防火间距是在以往事故经验的基础上设定的,通过罐组内的火灾多米诺效应概率计算,可从风险的角度为罐组内储罐防火间距的设定提供理论依据。通过综合考虑火灾环境下受辐射储罐失效时间和着火储罐火灾得到控制时间,确定了罐组内火灾多米诺效应的判定原则,并在火灾得到控制时间模型和储罐失效时间模型的基础上建立了火灾多米诺效应概率计算模型。以2万立外浮顶原油储罐为例进行模拟计算,得出在现行标准给出的防火间距下,发生罐组火灾多米诺效应的概率为3.94×10-8/a-1,属于可接受风险,为罐组内储罐的合理布局提供了理论依据。     

基于蒙特卡罗法的立式圆柱形储罐壳体屈曲失效机制

为了降低飓风作用下沿海地区石油化工储罐的失效风险,基于强度-应力干涉理论,建立立式圆柱形储罐在风载荷作用下的静态失效模型,通过某原油储罐实例确定其屈曲失效的临界风速,并针对风速等参数不同随机分布情况,应用蒙特卡罗法进一步绘制壳体屈曲失效概率曲线,探究其静态条件下的屈曲失效机制,并确定不同装量水平下的失效概率。结果表明:针对立式圆柱形储罐,在相同风载荷作用下,装量水平为25%、50%、75%时,导致储罐壳体屈曲失效的临界风速分别为60.67、65.38、69.79 m/s;根据屈曲失效概率曲线,储罐装量水平对储罐抵抗风载荷的影响较大,装量水平为25%的失效概率远大于装量水平为50%的失效概率。因此,立式圆柱形储罐壳体屈曲失效机制为:装量水平过低,在风载荷作用下易导致储罐发生壳体屈曲失效,装量水平越高立式圆柱形储罐可抵抗风载荷的能力越强。沿海等化工企业可以采取适当增加装量水平等保护措施以抵抗强风载荷。     

多米诺效应下化工储罐区的脆弱性分析

为有效地减少和控制事故的多米诺效应,对影响事故扩展的关键装置,即脆弱单元的辨识及其有效控制措施进行了研究。根据具体的设计方案,依次选定不同储罐作为初始事故单元,借助ALOHA软件计算各储罐之间热辐射及冲击波相互作用强度的大小,与损伤阈值进行比较,并考虑设备间的协同作用,从而确定可能发生的多米诺事故;运用Probit模型计算事故扩展概率,根据计算结果通过Bayes Server软件建立贝叶斯网络,利用先验概率来进行整体脆弱性分析,从而确定各个方案的安全性;对优选的方案通过后验概率进行单元脆弱性分析,从而确定脆弱单元;在此基础上提出相应的控制措施。通过实例计算验证了该方法的可行性,结果表明,该方法能够在多米诺效应的预防和控制方面有效发挥作用。     

爆炸事故过程分析中不确定性问题处理方法

针对事故过程分析中的不确定性问题,指出了不确定问题在危险分析中的重要性及处理该问题的复杂性和难点,列出了几种基于非线性数学方法处理不确定问题的基本方法,如微分法、MonteCarlo模拟、Fourier方法、响应表面法等,并对之进行了比较.建议在处理事故过程的不确定性时采用Monte Carlo模拟.     

Estimation of the impact probability in domino effects due to the projection of fragments

Despite the remarkable severity of domino effects in activities at major hazard, a complete methodology analysing such events has not been developed and integrated within Quantitative Risk Analysis (QRA). Such a deficiency appears to be particularly remarkable for domino effects triggered by the projection of fragments. The aim of the present work is therefore to propose a systematic procedure for the quantification of domino effects due to fragments projection within QRA. To achieve this objective, the deterministic approach for the estimation of the realistic trajectory of fragments is entirely reviewed. In order to incorporate such a reviewed approach within the standard QRA, a probabilistic model for the impact probability of the fragments is developed by applying a Monte-Carlo method to the trajectory equations. The validation of the proposed framework is carried out by using the data related to an accident occurred in 1993 in the oil refinery of Milazzo (Italy).     

化工储罐区池火灾多米诺效应风险评估

化工储罐区储罐数量较多且集中,一旦发生事故很可能诱发多米诺效应造成灾难性的后果。在分析池火灾多米诺效应作用模式的基础上,建立了池火灾多米诺效应风险评估模型,并对某化工储罐区进行了实例计算,分析了单一储罐池火灾事故引发其他储罐池火灾的风险。分析结果表明,池火灾是诱发化工储罐多米诺事故的重要因素,且会造成风险的显著增加,但并非所有的池火灾事故都会诱发多米诺效应。此外,将多米诺效应评价方法应用于化工储罐池火灾事故风险评估中可有效地预测次生事故的发生概率和后果,从而提出针对性措施。     

罐区池火灾多米诺效应试验研究

为研究储罐区发生池火灾时多米诺效应对周围人员及临近储罐的影响,利用180号燃料油开展3组大尺度池火灾试验。首先将所测温度转化为相应的热辐射值与理论值进行对比;然后根据实测热辐射均值,结合人员伤害曲线,分析热辐射对周围人员的伤害情况;最后根据试验结果和理论分析得出临近储罐的损害概率。结果表明:风的速率和风向影响池火燃烧,从而影响其热辐射的传播,即风速越大,下风向接收的热辐射强度越大;风速越不稳定,热辐射波动越大;当热辐射强度足够高时,人员在很短的暴露时间内,即使在远离火灾的地方仍可能受到严重的伤害;压力储罐比常压储罐更容易发生二次事故。因此,池火灾发生时,为预防多米诺效应的发生,要优先给下风向压力储罐降温。